Металлическая медь, ее получение, свойства, применение

Получение:

Его можно упрощенно представить следующим образом: вначале сульфид меди (например, Cu₂S) подвергают окислительному обжигу:
Cu₂S + 20₂ =2CuO+S0₂
К образовавшемуся оксиду, меди (II) добавляют новую порцию сульфида. При
высокой температуре протекает реакция:
2CuO + Cu₂S = 4 Сu + S0₂

Свойства металлической меди

2Cu + O₂ 2CuO

4Cu + O₂ 2Cu₂O

Cu + Cl₂ CuCl₂

Cu + 2H₂SO₄ (конц.) CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO₃ (конц.) Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃ (разб.) 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Сu + 2FeCl₃(р-р.) = CuCl₂(р-р.) + 2FeCl₂(р-р.)

Применение: Более половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь — незаменимый материал различных теплообменников и холодильной аппаратуры. Широко применяется медь в гальванотехнике — для нанесения медных покрытий, для получения тонкостенных изделий сложной формы, для изготовления клише в полиграфии и др.

 

Соединения меди(I)

Степени окисления +1 соответствует оксид Cu₂O красно-оранжевого цвета. Соответствующий гидроксид CuOH (жёлтого цвета) быстро разлагается с образованием оксида. Гидроксид CuOH проявляет основные свойства.

Многие соединения меди +1 имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе Сu⁺ все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов.

Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко диспропорционируют:

В то же время медь(I) встречается в форме соединений, которые не растворяются в воде, либо в составе комплексов. Например, дихлорокупрат(I)-ион [CuCl₂]⁻ устойчив. Его можно получить, добавляя концентрированную соляную кислоту к хлориду меди(I):

Свойства соединений меди (I) похожи на свойства соединений серебра (I). В частности, CuCl, CuBr и CuI нерастворимы. Также существует нестабильный сульфат меди(I).

 

Соединения меди(II)

Степень окисления II — наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH)₂, который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:

Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с водным раствором аммиака, про которой образуется так называемый реактив Швейцера (растворительцеллюлозы):

Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.

Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами. Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с углекислым газом воздуха в присутствии воды. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO₄∙5H₂O, используется как фунгицид.

Оксид меди (II) используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa₂Cu₃O_7-δ), который является основой для получения сверхпроводников.

Оксиды меди:

Оксид меди (I) Cu₂O₃ и закись меди (I) Cu₂O, как и другие соединения меди (I) менее устойчивы, чем соединения меди (II). Оксид меди (I), или закись меди Cu₂O в природе встречается в виде минерала куприта. Кроме того, она может быть получена в виде осадка красного оксида меди (I) в результате нагревания раствора соли меди (II) и щелочи в присутствии сильного восстановителя.

Оксид меди (II), или окись меди, CuO - черное вещество, встречающееся в природе (например в виде минерала тенерита). Его получают прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)₂CO₃ или нитрата меди (II) Cu(NO₂)₂.
Оксид меди (II) хороший окислитель.

Гидроксид меди(II) — Cu(ОН)₂, голубое аморфное или кристаллическое вещество. Cu(ОН)₂ практически не растворим в воде. В лаборатории получают действием на холоде растворимых гидроксидов, кроме NH₄OH, на растворимые соли меди, например:

Является амфотерным гидроксидом. Реагирует с кислотами с образованием воды и соответствующей соли меди:

С разбавленными растворами щелочей не реагирует, в концентрированных растворяется, образуя ярко-синие тетрагидроксокупраты (II):

Как и все нерастворимые основания, гидроксид меди II при нагревании разлагается на оксид и воду, в данном случае, на оксид меди(II):

При длительном стоянии на воздухе, обогащённым кислородом, гидроксид меди (II) вступает в обратимую реакцию с кислородом, образуя грязно-красный оксид меди (III):

Равновесие в этой реакции сдвинуто влево.

При избытке влаги может образоваться гидроксид куприла (III):

Очень легко растворяется в избытке аммиака с образованием аммиаката меди:

или